Ученые превратили пластиковые бутылки в ценный уголь для фильтров

Исследователи из Университета медицинских наук в Тегеране разработали новый метод переработки пластиковых отходов в высокоэффективный активированный уголь. С помощью нагрева и химических реакций они превратили бутылки из полиэтилентерефталата (ПЭТ) в пористый материал, который может применяться для фильтрации воды и воздуха.

Результаты работы опубликованы в журнале Nature Scientific Reports.

Ученые сравнили два подхода: традиционный прямой термоактивационный и микроволновый. Оба метода используют гидроксид калия для создания развитой пористой структуры углерода. Выяснилось, что микроволновое излучение позволяет получать больше готового продукта — выход достигает 57%, тогда как классический нагрев дает лишь 29%. Хотя прямой метод формирует материал с огромной площадью поверхности — до 2035 квадратных метров на грамм, что значительно превосходит многие коммерческие аналоги.

Различия в свойствах связаны с механизмами тепловой обработки. Микроволны прогревают материал равномерно изнутри, создавая мелкие и однородные поры за короткое время. Классическая печь передает тепло снаружи, что приводит к более глубокому травлению углеродной матрицы и формированию сложной сети микропор. По словам исследователей, выбор метода зависит от того, для каких целей будет использоваться итоговый сорбент.

«Микроволновая активация обеспечивает превосходный выход углерода и однородность пор, в то время как прямой нагрев максимизирует площадь поверхности», — подчеркнули авторы исследования Сепиде Садеги и Анушираван Мохсени-Бандпеи. Они добавили, что оба подхода успешно решают проблему утилизации пластика, превращая его в ценный ресурс для промышленности.

Проблема накопления ПЭТ-тары приобретает глобальный масштаб. По оценкам специалистов, в 2025 году мировое потребление этого пластика составило около 22,65 миллиона тонн, однако переработке подверглось менее 30% отходов. Оставшийся материал разлагается на микрочастицы, которые накапливаются в экосистемах и организмах, представляя серьезную угрозу здоровью. Традиционные способы утилизации, такие как захоронение или сжигание, исчерпали свои возможности, поэтому апсайклинг — превращение мусора в полезные продукты — становится наиболее перспективным экологическим направлением.